【手続補正書】
【提出日】平成18年1月17日(2006.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】        明細書
【発明の名称】    液滴吐出ヘッド、画像形成装置及び積層型圧電素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】  ノズル板と振動板の間に流路板によって画成された複数の加圧液室内の記録液を、ベース部材に固定された圧電素子によって前記振動板を加圧することにより前記ノズル板のノズルより液滴として吐出させる液滴吐出ヘッドであって、
前記圧電素子は側面よりせり出した前記ベース部材と略平行な段部、及び、該段部に引き出された外部電極を有し、
前記ベース部材の前記圧電素子が固定された面と反対側の面に前記圧電素子を駆動するための駆動回路が実装され、
前記ベース部材は前記圧電素子が固定された面と前記駆動回路が実装された面とを電気的に接続するためのスルーホールを有し、
前記圧電素子の前記段部上の前記外部電極と前記スルーホールとがワイヤボンディングにより電気的に接続されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】  請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記振動板と前記ベース部材とが前記圧電素子の列間において梁部材により結合されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】  請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧電素子が紫外線硬化型嫌気性接着剤により前記ベース部材に接合されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】  請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、複数列の前記圧電素子は一括してスライシング加工されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】  請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記ノズル板は前記流路板の一方の面に接合された樹脂フィルムにエキシマレーザー加工により前記ノズルを形成してなるものであり、前記振動板は前記流路板の他方の面に接合された樹脂フィルムからなることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】  請求項５記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記流路板はシリコン基板をエッチングにより所定の形状に加工してなるものであり、前記２つの樹脂フィルムは熱可塑性ポリイミド接着剤により前記流路板に接合されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項７】  側面にせり出した段部を有し、内部電極と電気的に接続された外部電極が前記段部上に引き出されたことを特徴とする積層型圧電素子。
【請求項８】  液滴吐出ヘッドにより液滴を噴射して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、請求項１乃至６のいずれか１項記載の液滴吐出ヘッドを用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細なノズルよりインク滴（液滴）を噴射して記録媒体上に画像を記録形成するためのインクジェットヘッドなどの液滴吐出ヘッドに係り、特に、液滴を吐出させるための駆動手段として圧電素子を用いる液滴吐出ヘッド、画像形成装置及び積層型圧電素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０乃至図１２を参照して、インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）の従来例について説明する。図１０はインクジェットヘッドの概略分解斜視図、図１１は同ヘッドのチャンネル方向（ノズル配列方向）から見た要部概略断面図、図１２は同ヘッドのチャンネル方向と直交する方向から見た要部概略断面図である。
【０００３】
駆動ユニット１は、セラミックなどからなるベース部材１１の上に、圧電素子１２を２列に配列し、また、これら２列の圧電素子１２の周囲を取り囲む樹脂、セラミック等からなるフレーム部材１３を接着剤１４によって接合した構成である。ここに示す例はバイピッチ構造と呼ばれるもので、複数の圧電素子１２は、インクを液滴化して飛翔させるためのパルス電圧を印加される圧電素子（これを「駆動圧電素子」という）１７と、パルス電圧が印加されず単に液室ユニット２をベース部材１１に固定するための液室支柱部材となる圧電素子（これを「非駆動圧電素子」という）１８とが交互に並んだ構成である。
【０００４】
各圧電素子１２の内部電極２１は１層おきにＡgＰdからなる左右の端面電極２２，２３（２つの圧電素子列の対向する面側が端面電極２２、対向しない面側が端面電極２３）に接続される。一方、ベース部材１１上には、図１０に示すように共通電極２４及び個別電極２５の各パターンが設けられる。そして、各列の各圧電素子１２の対向する端面電極２２は導電性接着剤２６を介して共通電極２４に接続され、他方、各列の各圧電素子１２の対向しない端面電極２３は同じく導電性接着剤２６を介してそれぞれ個別電極２５に接続される。このような電気的接続を介して、駆動圧電素子１７に駆動電圧を与えることによって、駆動圧電素子１７に積層方向の電界が発生し積層方向の伸びの変位が生じる。共通電極２４は、図１１にも示されるように、フレーム部材１３に設けた穴１３ａ内に導電性接着剤２６を充填することによって、各圧電素子に接続されたパターンと導通がとられる。
【０００５】
２は液室ユニットである。この液室ユニット２は、金属あるいは樹脂の薄膜からなる振動板３１と、ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）からなる感光性樹脂層で形成した２層構造の液室隔壁部材３２と、金属、樹脂等からなるノズル板３３から構成され、これら各部材は順次積層され、例えば熱融着により接合される。これらの各部材３１，３２，３３によって、１つの駆動圧電素子１７と、それに対応するダイアフラム部３４と、ダイアフラム部３４を介して加圧される加圧液室３５と、加圧液室３５の両側に位置して加圧液室３５にインクを導入する共通液室３６と、加圧液室３５と共通液室３６とを連通させるインク供給路３７と、加圧液室３５に連通するノズル３８とからなる１つのチャンネルが形成される。ここに示すインクジェットヘッドは、このようなチャンネルが複数個、２列に配列された構成である。
【０００６】
振動板３１は、駆動圧電素子１７に対応するダイアフラム部３４と、非駆動圧電素子１８と接合される梁４１と、フレーム部材１３と接合されるベース４２とを有する。ダイアフラム部３４は、駆動圧電素子１７と接合される島状凸部４３と、この凸部４３の周囲に形成した厚み３〜１０μｍ程度の薄膜部分（ダイアフラム領域）４４とからなる。
【０００７】
液室隔壁部材３２は、振動板３１側に予めドライフィルムレジストをラミネートして所要のマスクを用いて露光し、現像して所定の液室パターンを形成した第１感光性樹脂層４５と、ノズルプレート３３側に予めドライフィルムレジストをラミネートして所要のマスクを用いて露光し、現像して所定の液室パターンを形成した第２感光性樹脂層４６とを熱圧着で接合してなる。
【０００８】
ノズル板３３にはインク滴を吐出飛翔させるための微細な吐出口であるノズル３８が２列に並べて形成される。ノズル板３３のインク吐出面（ノズル表面側）は、図１０に示すように、撥水性の表面処理を施した撥水処理面４７とされているが、ノズル板３３の周縁部は撥水処理膜を形成しない非撥水処理面４８とされている。
【０００９】
このような駆動ユニット１と液室ユニット２はそれぞれ別個に組み立てられた後、液室ユニット２の振動板３１と駆動ユニット１の圧電素子１２及びフレーム部材１３とが接着剤４９で接合されることにより一体化される。そして、ベース部材１１をヘッド支持部材であるスペーサ部材（ヘッドホルダ）５０上に支持して保持し、このスペーサ部材５０の内部に設けられたドライバＩＣが実装されたＰＣＢ基板と駆動ユニット１の各駆動圧電素子１７に接続した各電極２４，２５とがＦＰＣケーブル５１，５１を介して接続される。
【００１０】
また、ノズルカバー（ヘッドカバー）３は、ノズル板３３の周縁部及びヘッド側面を覆うための箱状のものであり、ノズル板３３の撥水処理面４７に対応した開口部を有し、ノズル板３３の周縁部に残した非撥水処理面４８に接着剤にて接合される。
【００１１】
さらに、このインクジェットヘッドには、図示しないインクカートリッジからのインクを液室に供給するため、スペーサ部材５０、ベース部材１１、フレーム部材１３及び振動板３１にそれぞれインク供給穴５２，５３，５４，５５が形成される。
【００１２】
このような構成のインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）においては、記録信号に応じて駆動圧電素子１７に駆動電圧（１０〜５０Ｖのパルス電圧）を印加することによって、駆動圧電素子１７に積層方向の変位が生起し、振動板３１のダイアフラム部３４を介して加圧液室３５が加圧されて圧力が上昇し、ノズル３８からインク滴（液滴）が吐出される。このとき、加圧液室３５から共通液室３６へ通じるインク供給路３７方向へもインク（記録液）の流れが発生するが、断面積が狭小のインク供給路３７が流体抵抗部として働いて共通液室３６側へのインクの流れを抑制し、インク吐出効率の低下を防ぐ。そして、インク滴吐出の終了に伴い、加圧液室３５内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆動パルスの放電過程によって加圧液室３４内に負圧が発生してインク充填行程へ移行する。このとき、インクタンクから供給されたインクは共通液室３６に流入し、共通液室よりインク供給路３７を経て加圧液室３５内に充填される。そして、ノズル３８の出口付近のインクメニスカス面の振動が減衰し、表面張力によってインクはノズル３８の出口付近に戻されて安定状態に至り、次のインク滴吐出動作の準備が整う。
【００１３】
圧電素子とそれを駆動する外部回路との接続に関しては、特開平６−９９５８０号公報に、圧電素子が配列された基板上で、外部回路と接続するためのＦＰＣケーブルの端子と圧電素子の電極とをワイヤボンディングにより接続する構造が記載されている。
【００１４】
また、特開２０００−１３５７９０号公報には、ノズル板、流路形成部材、振動板及び圧電素子の組立体を、固定部材の一面の凹部に装着し、この凹部内の圧電素子と電気的に接続される配線パターンをスルーホールを介して固定部材のドライバＩＣ実装面の配線パターンに引き出し、この配線パターンとドライバＩＣとをワイヤボンディングにより配線した構成のインクジェットヘッドが記載されている。同公報には、固定部材の貫通溝を介してワイヤボンディングにより、又は、貫通溝に形成された配線パターンにより、あるいは固定部材のスルーホールにより、圧電素子と固定部材のドライバＩＣ実装面の配線パターンとを接続し、この配線パターンとドライバＩＣとをワイヤボンディングで配線するような構成のインクジェットヘッドも記載されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、インクジェットヘッドのような液滴吐出ヘッドの多ノズル化・高集積化が進み、ヘッドのチャンネル方向のサイズが増大してきている。例えば、３００dpiで約４００ノズル程度を考えた場合には、チャンネル方向のサイズは３０mmから４０mm程度となる。このような長さになると、図１０乃至図１２により説明した従来例では、ＦＰＣケーブルとして幅広のものが必要であるが、そのような幅広のＦＰＣケーブルは吸水による寸法変化および加熱接合時の伸びが大きいため、ＦＰＣケーブルの電極パターンとベース部材上の電極パターンとの位置ずれにより接続不良（ショートやオープン）が多発するという問題がある。この問題は、特開平６−９９５８０号公報記載の従来例においても同様である。また、同公報記載の従来例は、圧電素子とドライバＩＣを同一基板面に配列するためヘッド面積が増加する。
【００１６】
特開２０００−１３５７９０号公報記載の従来例の場合は、圧電素子とドライバＩＣとの接続にＦＰＣケーブルを利用しないため上に述べた問題は回避できるが、配線に関連する構造が複雑化するという別の問題がある。また、固定部材の貫通溝を通じて圧電素子と配線パターンとをワイヤボンディングで接続する構成は、ワイヤボンディングの作業性及び信頼性に難点がある。
【００１７】
よって、本発明の主たる目的は、高密度・多ノズルの場合にも圧電素子の駆動のための配線の作業性及び信頼性が良好で、かつ全体的構造がシンプル・コンパクトな液滴吐出ヘッドを提供することにある。本発明の他の目的は、そのような液滴吐出ヘッドにおける液滴噴射特性の向上、並びに、組立コスト及び部品コストの低減を達成することである。これ以上の目的は以下の説明において明らかにする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の特徴は、請求項１記載のように、ノズル板と振動板の間に流路板によって画成された複数の加圧液室内の記録液を、ベース部材に固定された圧電素子によって前記振動板を加圧することにより前記ノズル板のノズルより液滴として吐出させる液滴吐出ヘッドであって、前記圧電素子は側面よりせり出した前記ベース部材と略平行な段部、及び、該段部に引き出された外部電極を有し、前記ベース部材の前記圧電素子が固定された面と反対側の面に前記圧電素子を駆動するための駆動回路が実装され、前記ベース部材は前記圧電素子が固定された面と前記駆動回路が実装された面とを電気的に接続するためのスルーホールを有し、前記圧電素子の前記段部上の前記外部電極と前記スルーホールとがワイヤボンディングにより電気的に接続された液滴吐出ヘッドにある。
【００１９】
本発明のもう１つの特徴は、請求項２記載のように、請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記振動板と前記ベース部材とが前記圧電素子の列間において梁部材により結合されたことにある。
【００２０】
本発明のもう１つの特徴は、請求項３記載のように、請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧電素子が紫外線硬化型嫌気性接着剤により前記ベース部材に接合されたことにある。
【００２１】
本発明のもう１つの特徴は、請求項４記載のように、請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、複数列の前記圧電素子が一括してスライシング加工されたことにある。
【００２２】
本発明のもう１つの特徴は、請求項５記載のように、請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記ノズル板は前記流路板の一方の面に接合された樹脂フィルムにエキシマレーザー加工により前記ノズルを形成してなるものであり、前記振動板は前記流路板の他方の面に接合された樹脂フィルムからなることにある。
【００２３】
本発明のもう１つの特徴は、請求項６記載のように、請求項５記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記流路板はシリコン基板をエッチングにより所定の形状に加工してなるものであり、前記２つの樹脂フィルムは熱可塑性ポリイミド接着剤により前記流路板に接合されたことにある。
【００２４】
本発明のもう１つの特徴は、請求項７記載のように、側面にせり出した段部を有し、内部電極と電気的に接続された外部電極が前記段部上に引き出された積層型圧電素子にある。
【００２５】
本発明のもう１つの特徴は、請求項８記載のように、液滴吐出ヘッドにより液滴を噴射して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、請求項１乃至６のいずれか１項記載の液滴吐出ヘッドを用いる画像形成装置にある。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の液滴吐出ヘッドとしての一実施例によるインクジェットヘッドのチャンネル方向から見た概略断面図である。このインクジェットヘッドは、基本的構造は図９乃至図１２に示した従来例と同様であり、ノズル板１０１、流路板１０２及び振動板１０３からなる３層構造の液室ユニット１００と、振動板１０３を変形変位させるための駆動手段として積層型圧電素子１１１を用いた駆動ユニット１１０とから構成される。
【００２７】
駆動ユニット１１０において、圧電素子１１１はベース部材としての積層セラミック基板１１２の第１の面に接合され、積層セラミック基板１１２の反対側の第２の面に圧電素子１１１を駆動するための駆動回路であるドライバＩＣ（集積回路）１１３が実装されている。積層セラミック基板１１２の第１の面と第２の面はスルーホール１１４によって電気的に接続されている。ドライバＩＣ１１３は、スルーホール１１４と直接的又は配線パターンを介して電気的に接続されている。圧電素子１１１とスルーホール１１４とはワイヤボンディングにより電気的に接続される。１１５は、そのボンディングワイヤである。
【００２８】
このワイヤボンディングの作業を容易確実にするため、圧電素子１１１はチャンネル方向から見た断面形状が略Ｌ字状とされ、その下部側面にせり出した水平の段部１１８（図３乃至図５参照）を有し、この段部１１８上に圧電素子１１１の外部電極１２１ａ，１２１ｂ（図３乃至図５参照）が引き出されている。
【００２９】
圧電素子１１１の上端は振動板１０３と接合されるが、ヘッドの剛性を高めるため、圧電素子１１１の列間及びヘッド周辺部において、梁部材１１６により振動板１０３と積層セラミック基板１１２とが結合されている。梁部材１１６は、例えば、圧電素子列に対応した開口を有する一体構造の板状部材である。
【００３０】
前述のように、積層セラミック基板１１２の２つの面に圧電素子１１１とドライバＩＣ１１３とを設け、両者をボンディングワイヤ１１５及びスルーホール１１４によって電気的に接続する構成によれば、ノズル数が増加した場合でも、従来のようにＦＰＣケーブルを用いて電気的接続を行う構成で問題となったような接続不良を防止することができる。また、圧電素子１１１とドライバＩＣ１１３を同一面に設ける場合には、ドライバＩＣの発熱の影響を考慮し両者間にかなりの距離をあける必要があるためにヘッド面積が増加するが、本実施例の構成によれば、そのような制約がないためヘッド面積を小さくでき、また、その分だけ関連部材を小型化しコストの低減をはかることができる。また、特開２０００−１３５７９０号公報記載の従来例に比べ、圧電素子の駆動に関わるヘッド構造がシンプルであり、この点においてもコスト的に有利である。
【００３１】
ここで、駆動ユニット１１０の製作方法について説明する。図３に示すようなチャンネル方向に長い、断面形状が略Ｌ字状の積層型圧電素子１１１ａが用いられる。この圧電素子１１１ａは、図２に略示するように複数本（本実施例では４本）平行に並べて積層セラミック基板１１２上に接着固定される。
【００３２】
圧電素子１１１ａのＡ部分では、図４の断面図に示すように、チャンネル毎に分離され個別電極となる側の内部電極１２０ａが段部１１８のある側面まで延び外部電極１２１ａと電気的に接続され、全チャンネル共通の電極となる側の内部電極１２０ｂが段部１１８のない側面まで延び外部電極１２２と電気的に接続されている。この外部電極１２２は素子底面に延設されている。圧電素子１１１ａの両端側のＢ部分では、図５の断面図に示すように、共通電極側の内部電極１２０ｂだけが存在し、それらは両方の側面まで延び、段部１１８側の外部電極１２１ｂ及び反対側の外部電極１２２の両方と電気的に接続されている。外部電極１２１ａ，１２１ｂは段部１１８上まで引き出されている。段部１１８に内部電極が存在すると段部１１８上の外部電極１２１ａ，１２１ｂに凹凸ができやすく、ワイヤボンディングの信頼性を損なう恐れがある。これを回避するため、圧電素子１１１ａのＡ部分、Ｂ部分のいずれにおいても、内部電極は段部１１８より若干上側にのみ存在する。
【００３３】
図２のように配列された複数本（ここでは４本）の圧電素子１１１ａに対し、ダイシングソー等によって一括してスライシング加工が施され、図６に示すように、各圧電素子１１１ａは、チャンネル方向と直交する方向の分割溝１２３により実質的に個々のチャンネルに対応した複数の圧電素子１１１に分割される。このスライシング加工は、積層セラミック基板１１２に達するようなフルカットではなく、図７中に鎖線で示すように、個々の圧電素子１１１の外部電極１２１ａ，１２１ｂを分離できる、段部１１８のやや下側まで行われる。
【００３４】
このような加工方法によれば、複数列の圧電素子１１１の分割位置を高精度に一致させることができるため、格別の位置決め作業を行うことなく、４列の圧電素子１１１をチャンネル方向に高精度に位置決めすることができる。特に、カラー記録用のインクジェットヘッドでは、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色以上に対応した４列以上の圧電素子をチャンネル方向に高精度に位置決めする必要があるため、上述のスライシング加工による方法は効果的である。
【００３５】
前記スライシング加工の後、図７に示すように、個別電極としての各外部電極１２１ａ、及び、チャンネル方向両端に位置する共通電極としての外部電極１２１ｂと、積層セラミック基板１１２の対応したスルーホール１１４とのワイヤボンディング作業を行う。段部１１８上の外部電極１２１ａ，１２１ｂが平坦で、かつ積層セラミック基板１１２と平行であり、このことはワイヤボンディングの作業容易性及び信頼性の確保の両面で有利である。なお、前記バイピッチ構造の場合には、図６に示すように分割溝１２３で分割された圧電素子１１１は、１つ置きに駆動用と非駆動用となり、非駆動用の圧電素子の外部電極１２１ａに関してはワイヤボンディングは行われない。
【００３６】
以上のようにして製作された駆動ユニット１１０の圧電素子１１１を、別途組み立てられた液室ユニット１００の振動板１０３と接着剤により接合し、同時に、梁部材１１６と振動板１０３及び積層セラミック基板１１２を接着剤により接合することにより、インクジェットヘッドが完成する。
【００３７】
圧電素子１１１と積層セラミック基板１１２を接合するための接着剤としては、紫外線硬化型嫌気性接着剤が用いられる。図２のように長い圧電素子１１１ａを積層セラミック基板１１２に接着後すぐにスライシング加工を行うことができれば、タクト時間の短縮及び作業性の面で好ましい。しかし、エポキシ系接着材を用いたのでは硬化時間が長く、その間はスライシング加工を行うことができない。これに対し、紫外線硬化型嫌気性接着剤を用いるならば、そのはみ出し部分に紫外線を照射することにより数秒で仮硬化させ、直ちにスライシング加工を施すことができる。なお、このような接着剤としてアクリル系の嫌気性接着剤を用いれば、接合強度や耐湿性も十分である。
【００３８】
前述のように、本実施例のインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）は、圧電素子列間において梁部材１１６により液室ユニット１００が多層セラミック基板１１２に結合されるため、ヘッドの剛性が高まって共振周波数が上がり、したがって振動特性が向上する。その結果、チャンネル間の相互干渉が抑制され、インク滴（液滴）噴射特性が向上する。梁部材１１６の材質としては樹脂，セラミック，シリコン，ガラス等が考えられるが、コスト面から樹脂を使用したい。しかし、熱可塑性樹脂は厚さ精度の確保が難しいため、熱硬化性樹脂を使用することが望ましい。本実施例では、厚さ精度及び平面度に優れ、かつ剛性も高いエポキシ系熱硬化性樹脂によって梁部材１１６が形成される。
【００３９】
また、液室ユニット１００において、流路板１０２は、シリコン基板を、ＫＯＨによるウエットエッチングにより加圧液室１３１とそれに連通した共通流路１３２の形状に加工したものである。集積密度が３００dpi以上でノズル数が数百個になると、流路板１０２が長くなり、累積ピッチ誤差が大きくなる。よって、３００dpi以上の高密度では、流路板１０２はシリコン基板から形成されることが望ましい。ノズル板１０１は、流路板１０２に接合した樹脂フィルムにエキシマレーザー加工によりノズル１３０を形成してなるものである。振動板１０３は樹脂フィルムの単層からなる。
【００４０】
液室ユニット１００の製作方法は次のとおりである。ノズル板１０１としての樹脂フィルムの一面に熱可塑性ポリイミド接着剤をコーティングし、その面をホットプレスにより流路板１０２に熱圧着して接合する。この状態で、流路板１０２の側からエキシマレーザーを照射することにより、ノズル板１０１としての樹脂フィルムにノズル１３０を形成する。これでノズル板１０１が完成し、またノズル板１０１と流路板１０２との接合も完了する。次に、流路板１０２のノズル板１０１が接合された面と反対側の面に、熱可塑性ポリイミド系接着剤をコーティングした振動板１０３としての樹脂フィルムをホットプレスにより熱圧着して接合する。これで液室ユニット１００が完成する。
【００４１】
従来は、ＳＵＳのプレス加工やニッケル電鋳によりノズル板を形成し、ニッケル電鋳や樹脂フィルムと金属エッチングによって振動板を形成していたため、液室ユニットの部品コストが高く、また生産性に優れていなかった。本実施例の液室ユニット１００は、従来より部品コストを低減できる。また、従来は、ノズル板と振動板をそれぞれ流路板に高精度に位置決めして接合しなければならなかったが、本実施例によれば、ノズル板及び振動板を流路板に位置決めして接合する作業は不要であり、組立コストを低減できる。
【００４２】
本実施例のインクジェットヘッドの記録動作は従来と同様であり、ドライバＩＣにより圧電素子１１１の個別電極（１２１ａ）と共通電極（１２１ｂ）の間にパルス電圧を印加して圧電素子１１１の厚みを変化させ、振動板１０３を加圧してノズル１３０対応の加圧液室１３０の容積を変化させることにより、加圧液室１３０内のインクを滴（液滴）としてノズル１３０より吐出させる。前述のように、振動特性が優れているためインク滴噴射特性も向上し、また、数百ノズル、３００ｄｐｉ以上のものも容易に実現できるため、高画質記録が可能である。
【００４３】
なお、図１には示されていないが、各ノズル列の共通流路１３２には、例えばセラミック基板１１２、梁部材１１６及び振動板１０３に形成された連通穴を通じて外部よりインク（記録液）が供給される。また、ドライバＩＣ１１３と外部との電気的接続は、例えば、積層セラミック基板１１２上の配線パターンに半田付けされたＦＰＣケーブルによって行われるが、このＦＰＣケーブルの幅はノズル数とは直接関係がない。
【００４４】
このような本発明のインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）を使用する画像形成装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置の一例を図８及び図９により説明する。図８はインクジェット記録装置の概略斜視図、図９は同装置の内部構成を説明するための概略断面図である。
【００４５】
このインクジェット記録装置は、装置本体３０１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、それに搭載したインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）、このインクジェットヘッドにインク（記録液）を供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部３０２、モーター類を駆動するための制御回路を搭載した回路基板等を収納し、装置本体３０１の下部には前方側から多数枚の用紙３０３を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイ）３０４を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙３０３を手差しで給紙するための手差しトレイ３０５を開倒することができ、給紙カセット３０４或いは手差しトレイ３０５から給送される用紙３０３を取り込み、印字機構部３０２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ３０６に排紙する。
【００４６】
印字機構部３０２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド３１１と従ガイドロッド３１２とでキャリッジ３１３を主走査方向（図９で紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ３１３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴（液滴）を吐出するための本発明による１つ又は複数のインクジェットヘッド３１４を、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ３１３にはインクジェットヘッド３１４に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ３１５を交換可能に装着している。
【００４７】
インクカートリッジ３１５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッド３１４へインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッド３１４へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。
【００４８】
ここで、キャリッジ３１３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド３１１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向下流側）を従ガイドロッド３１２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ３１３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ３１７で回転駆動される駆動プーリ３１８と従動プーリ３１９との間にタイミングベルト３２０を張装し、このタイミングベルト３２０をキャリッジ３１３に固定しており、主走査モーター３１７の正逆回転によりキャリッジ３１３が往復駆動される。
【００４９】
一方、給紙カセット３０４にセットした用紙３０３をヘッド３１４の下方側に搬送するために、給紙カセット３０４から用紙３０３を分離給送する給紙ローラ３２１及びフリクションパッド３２２と、用紙３０３を案内するガイド部材３２３と、給紙された用紙３０３を反転させて搬送する搬送ローラ３２４と、この搬送ローラ３２４の周面に押し付けられる搬送コロ３２５及び搬送ローラ３２４からの用紙３０３の送り出し角度を規定する先端コロ３２６とを設けている。搬送ローラ３２４は副走査モータ３２７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００５０】
そして、キャリッジ３１３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ３２４から送り出された用紙３０３をインクジェットヘッド３１４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材３２９を設けている。この印写受け部材３２９の用紙搬送方向下流側には、用紙３０３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ３３１、拍車３３２を設け、さらに用紙３０３を排紙トレイ３０６に送り出す排紙ローラ３３３及び拍車３３４と、排紙経路を形成するガイド部材３３５，３３６とを配設している。
【００５１】
記録時には、前記制御回路（不図示）によって、キャリッジ３１３を移動させながら画像信号に応じてインクジェットヘッド３１４の内部のドライバＩＣで圧電素子を駆動することにより、停止している用紙３０３にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙３０３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙３０３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙３０３を排紙する。
【００５２】
また、キャリッジ３１３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、インクジェットヘッド３１４の吐出不良を回復するための回復装置３３７を配置している。回復装置はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ３１３は、印字待機中には回復装置３３７側に移動させられてキャッピング手段でインクジェットヘッド３１４のインク吐出口部分をキャッピングされ、吐出口部分を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全てのノズルのインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００５３】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でインクジェットヘッド３１４の吐出口部分を密封し、チューブを通して吸引手段でノズルからインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口部分に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００５４】
【発明の効果】
以上に詳細に説明したように、本発明によれば、高密度・多ノズルの場合にも圧電素子の駆動に関連した配線の作業性及び信頼性が良好で、全体の構造もシンプルかつコンパクトな液滴吐出ヘッドを実現できる。液滴吐出ヘッドの剛性を高め噴射特性を向上させることができる。圧電素子を含む駆動ユニットの組立コストを低減できる。液室ユニットの部品コスト及び組立コストを低減できる。また、高画質記録が可能な画像形成装置を実現できる、等々の効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施例によるインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）のチャンネル方向から見た概略断面図である。
【図２】
圧電素子の加工を説明するための概略平面図である。
【図３】
スライシング加工前の圧電素子を示す概略斜視図である。
【図４】
図３に示した圧電素子のＡ部分の概略断面図である。
【図５】
図３に示した圧電素子のＢ部分の概略断面図である。
【図６】
スライシング加工後の圧電素子の概略平面図である。
【図７】
液室ユニットに接合される前の駆動ユニットを示す概略断面図である。
【図８】
本発明による画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一例を示す概略斜視図である。
【図９】
上記インクジェット記録装置の内部構成を示す概略断面図である。
【図１０】
インクジェットヘッドの従来例の分解斜視図である。
【図１１】
上記従来例のチャンネル方向から見た要部概略断面図である。
【図１２】
上記従来例のチャンネル方向と直交する方向から見た要部概略断面図である。
【符号の説明】
１００  液室ユニット
１０１  ノズル板
１０２  流路板
１０３  振動板
１１０  駆動ユニット
１１１  圧電素子
１１２  積層セラミック基板
１１３  ドライバＩＣ
１１４  スルーホール
１１５  ボンディングワイヤ
１１６  枠部材
１１８  段部
１２０ａ，１２０ｂ  内部電極
１２１ａ，１２１ｂ  外部電極
１２３  分割溝